EP2419700B1 - Turbomaschinenkomponente und damit ausgerüstete turbomaschine - Google Patents

Turbomaschinenkomponente und damit ausgerüstete turbomaschine Download PDF

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EP2419700B1
EP2419700B1 EP09801655.3A EP09801655A EP2419700B1 EP 2419700 B1 EP2419700 B1 EP 2419700B1 EP 09801655 A EP09801655 A EP 09801655A EP 2419700 B1 EP2419700 B1 EP 2419700B1
Authority
EP
European Patent Office
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turbomachine
sensor unit
component
sensor
unit
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP09801655.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2419700A1 (de
Inventor
Thomas Michligk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Diesel and Turbo SE
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Filing date
Publication date
Application filed by MAN Diesel and Turbo SE filed Critical MAN Diesel and Turbo SE
Publication of EP2419700A1 publication Critical patent/EP2419700A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2419700B1 publication Critical patent/EP2419700B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/48—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/14—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine component and a turbomachine equipped with such a turbomachine component.
  • turbomachinery such as Turbocompressors, including the components and turbomachinery strands installed therein, including the components such as transmissions, clutches, etc., disposed in the respective turbomachinery may be required to metrologically monitor a number of their turbomachinery components during operation due to the high operating load of the respective turbomachinery components ,
  • turbomachinery or turbomachine components are installed in the turbomachine in order to meet the claims regarding warranty can.
  • the invention has for its object to provide a turbomachine component for use in a turbomachine, wherein the turbomachine component on the one hand in a convenient and secure metrological monitoring and on the other hand clearly identifiable as an original part, so that non-original parts are reliably distinguishable from original parts.
  • the invention is further based on the object of providing a turbomachine equipped with such a turbomachine component.
  • a turbomachine component for use in a turbomachine, the turbomachine component comprising: a sensor unit attached to the turbomachine component, the sensor unit comprising a sensor for detecting a parameter of the turbomachinery component to be monitored and a transmitter for Processing transmission of a measurement signal corresponding to the parameter to an evaluation unit of the turbomachine, wherein the transmitter of the sensor unit is set up to transmit a coded identification signal to the evaluation unit together with the measurement signal, which contains an identification code identifying the sensor unit, and wherein the sensor unit is set up in such a way a separation of the sensor unit from the turbomachine component is possible only with functional destruction of the sensor unit.
  • turbomachine component is metrologically monitored both in a convenient and secure manner and clearly identifiable as an original part, so that non-original parts are reliably distinguishable from original parts.
  • both the measurement signal and the respective sensor unit can be uniquely assigned to an evaluation unit of a turbomachine. From the manufacturer of the turbomachine thus certain identification codes for the sensor units or thus the associated turbomachine components can be awarded to original parts clearly marked.
  • the sensor unit is formed by an AOW sensor unit (AOW - acoustic surface waves), wherein the sensor unit has a passive transponder, in which the transmitter is integrated with at least one reflector.
  • AOW sensor unit AOW - acoustic surface waves
  • AOW sensors e.g. as passive transponder / sensor units (short sensor units) for various measuring tasks in turbomachinery, their components or in their drive trains use.
  • AOW sensors e.g. as passive transponder / sensor units (short sensor units) for various measuring tasks in turbomachinery, their components or in their drive trains use.
  • a wireless and maintenance-free measurement data transmission is possible.
  • a sound transducer can be applied to a suitable substrate, which can receive electromagnetic signals via an antenna and convert it into surface acoustic waves. These are then reflected by one or more mounted on the substrate reflectors and discharged through the transducer and the antenna again.
  • the pulse sequence generated in this way or the identification code thus generated can now be read out with a suitable reading device adapted to the coding.
  • AOW sensor units can thus uniquely identify a wide variety of measuring sensors on turbomachine components. SAW sensor units survive high temperatures of up to 400 ° C and vibrations.
  • a characteristic response signal for identification and assignment of the measurement signal to a sensor unit or turbomachine component is possible. If the sensor units, as in accordance with the invention, are permanently or detachably connected to the turbomachine components, a clear identification of original components is possible in addition to the measuring task in the case of manufacturer-specific coding of the reflectors.
  • the turbomachine component is a turbocompressor component.
  • Turbomachines according to the invention are in particular turbo-compressors and turbines, including the components installed therein, as well as turbomachinery trains, including the components arranged in the respective turbomachinery, such as gearboxes, engines, etc.
  • a turbomachine having a plurality of turbomachinery components and an evaluation unit for monitoring the turbomachine
  • at least one of the turbomachine components comprises: a sensor unit attached to the turbomachine component, the sensor unit having a sensor for detecting a to be monitored Parameters of Turbomachine component and a transmitter for processing for transmitting a corresponding to the parameter measurement signal to the evaluation unit of the turbomachine, wherein the transmitter of the sensor unit is arranged to emit a coded identification signal to the evaluation unit together with the measurement signal, which contains an identification code identifying the sensor unit and wherein the evaluation unit is set up to receive and process the identification signal, and wherein the sensor unit is set up such that a separation of the sensor unit from the turbomachine component is possible only with functional destruction of the sensor unit.
  • the evaluation unit may be integrated in the turbomachine or else outside the turbomachine, such as e.g. in a control room or a control room, be arranged.
  • turbomachine components of the turbomachine are metrologically monitored in a convenient and secure manner and clearly identifiable by the identification code as an original part, so that non-original parts are reliably distinguishable from original parts.
  • both the measurement signal and the respective sensor unit in the evaluation unit of the turbomachine can be unambiguously assigned. From the manufacturer of the turbomachine thus specific manufacturer-specific identification codes for the sensor units and thus the associated turbomachine components can be assigned to identify original parts clearly.
  • the sensor unit in a sense insoluble or only destructive detachably attached to the respective turbomachinery component, it can be securely prevented that sensor units are mounted from discarded original parts to non-original parts.
  • the sensor unit is formed by an AOW sensor unit, wherein the sensor unit has a passive transponder, in which the transmitter is integrated with at least one reflector.
  • the evaluation unit has a memory in which a number of e.g. for the turbomachine unique identification codes are stored, wherein the evaluation unit is adapted to compare a transmitted from the transmitter identification code with stored in the memory identification codes.
  • This embodiment of the invention provides a secure and practicable solution for storing manufacturer-specific identification codes and for recognizing original parts or non-original parts as well as for detecting or assigning component-specific measurement signals.
  • the evaluation unit has processing logic which is set up to respectively associate respective identification codes stored in the memory with different sensors.
  • the processing logic of the evaluation unit is set up, so that each sensor can be assigned to a single turbomachine component.
  • the evaluation unit has a decision logic that is set up so that identification codes stored in the memory are defined as permissible for operation of the turbomachine, the decision logic configured to block the operation of the turbomachine if the from the transmitter or the sensor unit received identification code does not match any of the stored in the memory identification codes.
  • the turbomachine is formed by a turbocompressor.
  • Fig.1 shows a schematic view of a turbo compressor designed as a turbomachine 1 according to an embodiment of the invention.
  • the turbomachine 1 has a plurality of turbomachine components 10, 20, an evaluation unit 30 for monitoring the turbomachine components 10, 20 or the turbomachine 1 and a control device 40 for controlling the turbomachine components 10, 20 or the turbomachine 1.
  • the evaluation unit 30 according to Fig.1 is integrated into the turbomachine 1, this can be arranged according to an alternative embodiment, not shown, outside the turbomachine 1, such as in a control room or a control room (both not shown).
  • the evaluation unit 30 is signal-coupled via an electrical line 34 to the control device 40 and the control device 40 is signal-coupled via signal transmission links (wireless) 41, 42 to the turbomachine components 10, 20.
  • the evaluation unit 30 and the control device 40 can be embodied in the form of hardware and / or software as separate units or else combined into a unit.
  • the two turbomachine components 10, 20 shown represent only an exemplary selection of an entirety of the turbomachine components of the turbomachine 1, and according to this exemplary embodiment of the invention, a first turbomachine component 10 may form an impeller stage of the turbomachine 1 and a second turbomachine component 20 may form a propulsion unit of the turbomachine 1 ,
  • the first turbomachine component 10 has an in the form of an AOW sensor unit (AOW - acoustic surface waves) formed sensor unit 11 which is attached to the first turbomachine component 10, wherein the sensor unit 11, a sensor 11 a in the form of a temperature sensor for detecting a parameter to be monitored in the form of the temperature of the first turbomachine component 10 and a passive transponder 11b having a transmitter in the form of a reflector (not shown separately) and antennas 11c arrangement for transmitting to the evaluation unit 30 a measurement signal corresponding to the parameter the turbomachine 1.
  • AOW sensor unit AOW - acoustic surface waves
  • the second turbomachine component 20 has a sensor unit 21 designed in the form of an AOW sensor unit, which is attached to the second turbomachine component 20, the sensor unit 21 having a sensor 21a in the form of a temperature sensor for detecting a parameter to be monitored in the form of the temperature of the second Turbomachine component 20 and a passive transponder 21 b having a transmitter in the form of a reflector (not shown separately) and 21c antennas arrangement for processing for transmitting a corresponding to the parameter measurement signal to the evaluation unit 30 of the turbomachine first
  • the transmitters 11 b, 21 b of the sensor units 11, 21 are each set up to emit a coded identification signal together with the measurement signal to the evaluation unit 30, which contains an identification code that uniquely identifies the respective sensor unit 11, 21 Evaluation unit 30 is set up to receive and process the identification signal.
  • the sensor units 11, 21 are each fastened to their associated turbomachine component 10 or 20 such that a separation of the respective sensor unit 11, 21 from the relevant turbomachine component 10 or 20 is possible only with functional destruction of the respective sensor unit 11, 21.
  • turbomachine component 10, 20 can be detachably mounted thereto e.g. Have additional part, which is to be removed in the desired separation of the respective turbomachine component 10, 20 or even inevitably to remove upon disassembly of the respective turbomachine component 10, 20, wherein the respective sensor unit 11, 21 radiation, temperature and solvent resistant applied partially on the respective turbomachine component 10, 20 and partially disposed on the respective additional part.
  • additional part which is to be removed in the desired separation of the respective turbomachine component 10, 20 or even inevitably to remove upon disassembly of the respective turbomachine component 10, 20, wherein the respective sensor unit 11, 21 radiation, temperature and solvent resistant applied partially on the respective turbomachine component 10, 20 and partially disposed on the respective additional part.
  • Other implementations are of course also possible.
  • the evaluation unit 30 comprises a processing logic 31, a decision logic 32 and a memory 33, which are coupled together by processing technology or even as an integral unit, e.g. in the form of an integral circuit.
  • a number of unique identification codes are stored in the memory 33 on the manufacturer's turbomachinery side, wherein the processing logic 31 is set up to associate the respective identification codes stored in the memory 33 with the different sensors 11a and 21a.
  • the processing logic 31 is further arranged such that each sensor 11a, 21a or each sensor unit 11, 21 is assigned to that turbomachine component 10 or 20, to which the respective sensor unit 11, 21 is fastened.
  • the processing logic 31 For activating the passive transponder 11 b, 21 b of the sensor units 11, 21 and for receiving their respective output signals, the processing logic 31 has a transponder 31 a with an antenna 31 b.
  • the decision logic 32 of the evaluation unit 30 is set up so that the identification codes stored in the memory 33 are defined as permissible for operation of the turbomachine 1. Based on this, the decision logic 32 is furthermore set up to block the operation of the turbomachine 1 if one of the identification codes received by the sensor units 11, 21 does not match any of the identification codes stored in the memory 33. For this purpose, the decision logic 32 transmits, via the line 34, a status signal (operation allowed or operation not allowed) to the controller 40, on the basis of which the controller 40 allows or inhibits the operation of the turbomachinery components 10, 20 and the turbo-machine 1, respectively.
  • a status signal operation allowed or operation not allowed
  • a completeness check for the presence of exclusively original parts as turbomachine components 10, 20 is carried out in the evaluation unit 30 during a desired startup of the turbomachine 1. If non-original parts are installed as turbomachine components 10, 20, so that the coding for one or more turbomachine components 10, 20 designed as original part is missing, the starting of the turbomachine 1 is prevented via the described locking. Thus, in addition to the measuring task, effective protection against the use of non-original parts is possible.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Turbomaschinenkomponente und eine mit einer solchen Turbomaschinenkomponente ausgerüstete Turbomaschine.
  • Bei Turbomaschinen, wie z.B. Turbokompressoren einschließlich der darin verbauten Komponenten und Turbomaschinensträngen einschließlich der im jeweiligen Turbomaschinenstrang angeordneten Komponenten wie Getriebe, Kupplungen usw., kann es durch die im Betrieb hohe Belastung der jeweiligen Turbomaschine bzw. Turbomaschinenkomponenten notwendig sein, eine Anzahl von deren Turbomaschinenkomponenten während des Betriebs messtechnisch zu überwachen.
  • Ferner ist es bei solchen hoch belasteten Turbomaschinen bzw. Turbomaschinenkomponenten entscheidend, dass qualitativ einwandfreie Turbomaschinenkomponenten in der Turbomaschine verbaut sind, um den Ansprüchen hinsichtlich Gewährleistung gerecht werden zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbomaschinenkomponente zum Einsatz in einer Turbomaschine bereitzustellen, wobei die Turbomaschinenkomponente einerseits in bequemer und sicherer Weise messtechnisch überwachbar ist und andererseits eindeutig als Originalteil kennzeichenbar ist, so dass Nicht-Originalteile zuverlässig von Originalteilen unterscheidbar sind. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine mit solch einer Turbomaschinenkomponente ausgerüstete Turbomaschine bereitzustellen.
  • Die oben genannten Aufgaben werden mit einer Turbomaschinenkomponente gemäß Anspruch 1 bzw. mit einer Turbomaschine gemäß Anspruch 4 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Turbomaschinenkomponente zum Einsatz in einer Turbomaschine bereitgestellt, wobei die Turbomaschinenkomponente aufweist: eine Sensoreinheit, die an der Turbomaschinenkomponente angebracht ist, wobei die Sensoreinheit einen Sensor zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters der Turbomaschinenkomponente und einen Sender aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an eine Auswerteeinheit der Turbomaschine, wobei der Sender der Sensoreinheit eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal an die Auswerteeinheit auszusenden, welches einen die Sensoreinheit identifizierenden Identifikationskode enthält, und wobei die Sensoreinheit derart eingerichtet ist, dass eine Trennung der Sensoreinheit von der Turbomaschinenkomponente nur unter funktioneller Zerstörung der Sensoreinheit möglich ist.
  • Die erfindungsgemäß ausgebildete Turbomaschinenkomponente ist sowohl in bequemer und sicherer Weise messtechnisch überwachbar als auch eindeutig als Originalteil kennzeichenbar, so dass Nicht-Originalteile zuverlässig von Originalteilen unterscheidbar sind.
  • Dadurch, dass der Sender der Sensoreinheit eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal bzw. einen die Sensoreinheit identifizierenden Identifikationskode auszusenden, kann sowohl das Messsignal als auch die jeweilige Sensoreinheit in einer Auswerteeinheit einer Turbomaschine eindeutig zugeordnet werden. Vom Hersteller der Turbomaschine können somit bestimmte Identifikationskodes für die Sensoreinheiten bzw. damit die zugehörigen Turbomaschinenkomponenten vergeben werden, um Originalteile eindeutig zu kennzeichnen.
  • Dadurch, dass die Sensoreinheit gewissermaßen unlösbar bzw. nur zerstörend lösbar an der Turbomaschinenkomponente angebracht ist, kann sicher verhindert werden, dass Sensoreinheiten von ausgesonderten Originalteilen an Nicht-Originalteilen angebracht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinheit von einer AOW-Sensoreinheit (AOW - Akustisch-Oberflächen-Wellen) gebildet, wobei die Sensoreinheit einen passiven Transponder aufweist, in den der Sender mit wenigstens einem Reflektor integriert ist.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, AOW-Sensoren z.B. als passive Transponder/Sensor-Einheiten (kurz Sensoreinheiten) für verschiedene Messaufgaben in Turbomaschinen, deren Komponenten oder in deren Antriebssträngen einzusetzen. Damit ist unter anderem eine drahtlose und wartungsfreie Messdatenübertragung möglich.
  • Mittels akustischer Oberflächenwellen lassen sich z.B. digitale Identifikationsmarken herstellen. Dazu kann auf einem geeigneten Substrat ein Schallwandler aufgebracht werden, der über eine Antenne elektromagnetische Signale empfangen und in akustische Oberflächenwellen umwandeln kann. Diese werden dann von einem oder mehreren auf dem Substrat angebrachten Reflektoren zurückgeworfen und über den Schallwandler und die Antenne wieder abgegeben. Die so erzeugte Impulsfolge bzw. der so erzeugte Identifikationskode kann nun mit einem geeigneten bzw. auf die Kodierung angepassten Lesegerät ausgelesen werden.
  • AOW-Sensoreinheiten können somit unterschiedlichste Messsensoren an Turbomaschinenkomponenten eindeutig identifizieren. AOW-Sensoreinheiten überstehen hohe Temperaturen von bis zu 400°C und Vibrationen.
  • Mit anderen Worten ist neben den offensichtlichen Vorteilen hinsichtlich Überwachung, Conditionmonitoring und Wartung durch geeignete unterschiedliche Kodierung der Reflektoren auf der Sensoroberfläche ein charakteristisches Antwortsignal zur Identifikation und Zuordnung des Messsignals zu einer Sensoreinheit oder Turbomaschinenkomponente möglich. Sind die Sensoreinheiten wie gemäß der Erfindung mit den Turbomaschinenkomponenten unlösbar bzw. nur zerstörend lösbar verbunden, so ist neben der Messaufgabe bei herstellerspezifischer Kodierung der Reflektoren auch eine eindeutige Identifikation von Originalbauteilen möglich.
  • Möglichkeiten zur grundsätzlichen Realisierung einer AOW-Sensoreinheit bzw. SAW-Sensoreinheit (SAW - Surface Acoustic Wave) sind beispielsweise in WO 2006/110936 A1 aufgezeigt.
  • Bevorzugt ist die Turbomaschinenkomponente eine Turbokompressor-Komponente.
  • Als Turbomaschinen werden erfindungsgemäß insbesondere Turbokompressoren und Turbinen einschließlich der darin verbauten Komponenten sowie Turbomaschinenstränge einschließlich der im jeweiligen Turbomaschinenstrang angeordneten Komponenten wie Getriebe, Motoren usw. angesehen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Turbomaschine mit einer Mehrzahl von Turbomaschinenkomponenten und einer Auswerteeinheit zur Überwachung der Turbomaschine bereitgestellt, wobei wenigstens eine der Turbomaschinenkomponenten aufweist: eine Sensoreinheit, die an der Turbomaschinenkomponente angebracht ist, wobei die Sensoreinheit einen Sensor zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters der Turbomaschinenkomponente und einen Sender aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an die Auswerteeinheit der Turbomaschine, wobei der Sender der Sensoreinheit eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal an die Auswerteeinheit auszusenden, welches einen die Sensoreinheit identifizierenden Identifikationskode enthält und wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, das Identifikationssignal zu empfangen und zu verarbeiten, und wobei die Sensoreinheit derart eingerichtet ist, dass eine Trennung der Sensoreinheit von der Turbomaschinenkomponente nur unter funktioneller Zerstörung der Sensoreinheit möglich ist.
  • Gemäß der Erfindung kann die Auswerteeinheit in die Turbomaschine integriert sein oder auch außerhalb der Turbomaschine, wie z.B. in einer Messwarte oder einem Leitstand, angeordnet sein.
  • Die erfindungsgemäß ausgebildeten Turbomaschinenkomponenten der Turbomaschine sind in bequemer und sicherer Weise messtechnisch überwachbar und durch den Identifikationskode eindeutig als Originalteil kennzeichenbar, so dass Nicht-Originalteile zuverlässig von Originalteilen unterscheidbar sind.
  • Dadurch, dass der Sender der Sensoreinheit eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal das kodierte Identifikationssignal bzw. einen die Sensoreinheit identifizierenden Identifikationskode auszusenden, kann sowohl das Messsignal als auch die jeweilige Sensoreinheit in der Auswerteeinheit der Turbomaschine eindeutig zugeordnet werden. Vom Hersteller der Turbomaschine können somit bestimmte herstellerspezifische Identifikationskodes für die Sensoreinheiten bzw. damit die zugehörigen Turbomaschinenkomponenten vergeben werden, um Originalteile eindeutig zu kennzeichnen.
  • Dadurch, dass die Sensoreinheit gewissermaßen unlösbar bzw. nur zerstörend lösbar an der jeweiligen Turbomaschinenkomponente angebracht ist, kann sicher verhindert werden, dass Sensoreinheiten von ausgesonderten Originalteilen an Nicht-Originalteilen angebracht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbomaschine ist die Sensoreinheit von einer AOW-Sensoreinheit gebildet, wobei die Sensoreinheit einen passiven Transponder aufweist, in den der Sender mit wenigstens einem Reflektor integriert ist.
  • Damit ist neben den offensichtlichen Vorteilen hinsichtlich Überwachung, Conditionmonitoring und Wartung durch geeignete unterschiedliche Kodierung der Reflektoren auf der Sensoroberfläche ein charakteristisches Antwortsignal zur Identifikation und Zuordnung des Messsignals zu einer Sensoreinheit oder Turbomaschinenkomponente möglich. Sind die Sensoreinheiten wie gemäß der Erfindung mit den Turbomaschinenkomponenten unlösbar bzw. nur zerstörend lösbar verbunden, so ist neben der Messaufgabe bei herstellerspezifischer Kodierung der Reflektoren auch eine eindeutige Identifikation von Originalbauteilen möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbomaschine weist die Auswerteeinheit einen Speicher auf, in dem eine Anzahl von z.B. für die Turbomaschine einzigartigen Identifikationskodes abspeicherbar sind, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, einen von dem Sender übermittelten Identifikationskode mit in dem Speicher gespeicherten Identifikationskodes zu vergleichen.
  • Diese Ausgestaltung der Erfindung stellt eine sichere und praktikable Lösung zum Hinterlegen herstellerspezifischer Identifikationskodes und zum Erkennen von Originalteilen bzw. Nicht-Originalteilen sowie zum Erkennen bzw. Zuordnen komponentenspezifischer Messsignale bereit.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbomaschine weist die Auswerteeinheit eine Verarbeitungslogik auf, die eingerichtet ist, in dem Speicher gespeicherte jeweilige Identifikationskodes jeweils unterschiedlichen Sensoren zuzuordnen. Bevorzugt ist die Verarbeitungslogik der Auswerteeinheit eingerichtet, so dass jeder Sensor einer einzigen Turbomaschinenkomponente zuordenbar ist.
  • Diese Ausgestaltungen der Erfindung unterstützen in vorteilhafter Weise eine schnelle und zuverlässige Erkennung bzw. Zuordnung komponentenspezifischer Messsignale.
  • Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Turbomaschine weist die Auswerteeinheit eine Entscheidungslogik auf, die eingerichtet ist, so dass in dem Speicher gespeicherte Identifikationskodes als für einen Betrieb der Turbomaschine zulässig definiert sind, wobei die Entscheidungslogik eingerichtet ist, den Betrieb der Turbomaschine zu sperren, wenn der von dem Sender bzw. der Sensoreinheit empfangene Identifikationskode mit keinem der in dem Speicher abgespeicherten Identifikationskodes übereinstimmt.
  • Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung kann auf einfache und sichere Weise ein Betrieb der Turbomaschine mit Nicht-Originalteilen verhindert werden. Mit anderen Worten ist somit in der Auswerteeinheit für die Messsignale eine Vollständigkeitsprüfung hinsichtlich der Original-Turbomaschinenkomponenten möglich. Über eine Verriegelung kann das Starten der Turbomaschine verhindert werden, wenn die Kodierung für eine oder mehrere Original-Turbomaschinenkomponenten fehlt. Damit ist zusätzlich zur Messaufgabe ein wirksamer Schutz vor dem Einsatz von Nicht-Originalteilen möglich.
  • Bevorzugt ist die Turbomaschine von einem Turbokompressor gebildet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
    • Fig.1
    zeigt eine schematische Ansicht einer Turbomaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig.1 zeigt in schematischer Ansicht eine als Turbokompressor ausgebildete Turbomaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Turbomaschine 1 weist eine Mehrzahl von Turbomaschinenkomponenten 10, 20, eine Auswerteeinheit 30 zur Überwachung der Turbomaschinenkomponenten 10, 20 bzw. der Turbomaschine 1 und eine Steuervorrichtung 40 zum Steuern der Turbomaschinenkomponenten 10, 20 bzw. der Turbomaschine 1 auf.
  • Obwohl die Auswerteeinheit 30 gemäß Fig.1 in die Turbomaschine 1 integriert ist, kann diese gemäß einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform auch außerhalb der Turbomaschine 1 angeordnet sein, wie z.B. in einer Messwarte oder einem Leitstand (beides nicht gezeigt).
  • Wie aus Fig.1 ersichtlich, ist die Auswerteeinheit 30 über eine elektrische Leitung 34 mit der Steuervorrichtung 40 signalgekoppelt und ist die Steuervorrichtung 40 über Signalübermittlungsstrecken (drahtlos) 41, 42 mit den Turbomaschinenkomponenten 10, 20 signalgekoppelt.
  • Die Auswerteeinheit 30 und die Steuervorrichtung 40 können in Form von Hardware und/oder Software als voneinander separate Einheiten oder auch zu einer Einheit kombiniert ausgeführt sein.
  • Die zwei gezeigten Turbomaschinenkomponenten 10, 20 stellen nur eine exemplarische Auswahl aus einer Gesamtheit der Turbomaschinenkomponenten der Turbomaschine 1 dar, wobei gemäß dieser exemplarischen Ausführungsform der Erfindung eine erste Turbomaschinenkomponente 10 eine Laufradstufe der Turbomaschine 1 und eine zweite Turbomaschinenkomponente 20 einen Nachleitapparat der Turbomaschine 1 bilden können.
  • Die erste Turbomaschinenkomponente 10 weist eine in Form einer AOW-Sensoreinheit (AOW - Akustisch-Oberflächen-Wellen) ausgebildete Sensoreinheit 11 auf, die an der ersten Turbomaschinenkomponente 10 angebracht ist, wobei die Sensoreinheit 11 einen Sensor 11 a in Form eines Temperatursensors zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters in Form der Temperatur der ersten Turbomaschinenkomponente 10 und einen passiven Transponder 11 b mit einem Sender in Form einer Reflektoren- (nicht separat gezeigt) und Antennen 11c - Anordnung aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an die Auswerteeinheit 30 der Turbomaschine 1.
  • Die zweite Turbomaschinenkomponente 20 weist eine in Form einer AOW-Sensoreinheit ausgebildete Sensoreinheit 21 auf, die an der zweiten Turbomaschinenkomponente 20 angebracht ist, wobei die Sensoreinheit 21 einen Sensor 21 a in Form eines Temperatursensors zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters in Form der Temperatur der zweiten Turbomaschinenkomponente 20 und einen passiven Transponder 21 b mit einem Sender in Form einer Reflektoren- (nicht separat gezeigt) und Antennen 21c - Anordnung aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an die Auswerteeinheit 30 der Turbomaschine 1.
  • Die Sender 11 b, 21 b der Sensoreinheiten 11,21 sind jeweils eingerichtet, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal an die Auswerteeinheit 30 auszusenden, welches einen die jeweilige Sensoreinheit 11, 21 eindeutig identifizierenden Identifikationskode enthält, wobei die Auswerteeinheit 30 eingerichtet ist, das Identifikationssignal zu empfangen und zu verarbeiten.
  • Die Sensoreinheiten 11,21 sind jeweils so an ihrer zugehörigen Turbomaschinenkomponente 10 bzw. 20 befestigt, dass eine Trennung der jeweiligen Sensoreinheit 11, 21 von der betreffenden Turbomaschinenkomponente 10 bzw. 20 nur unter funktioneller Zerstörung der jeweiligen Sensoreinheit 11,21 möglich ist.
  • Dies kann z.B. durch eine strahlungs-, temperatur- und lösungsmittelbeständige Aufbringung der Sensoreinheiten 11,21 auf die jeweils zugehörige Turbomaschinenkomponente 10 bzw. 20 realisiert sein. Desweiteren kann die Turbomaschinenkomponente 10, 20 ein lösbar daran montiertes z.B. zusätzliches Teil aufweisen, welches bei gewünschter Aussonderung der jeweiligen Turbomaschinenkomponente 10, 20 zu entfernen ist oder sogar bei Demontage der jeweiligen Turbomaschinenkomponente 10, 20 zwangsläufig zu entfernen ist, wobei die jeweilige Sensoreinheit 11, 21 strahlungs-, temperatur- und lösungsmittelbeständig aufgebracht teilweise auf der jeweiligen Turbomaschinenkomponente 10, 20 und teilweise auf dem jeweiligen zusätzlichen Teil angeordnet ist. Andere Realisierungen sind natürlich ebenfalls möglich.
  • Die Auswerteeinheit 30 weist eine Verarbeitungslogik 31, eine Entscheidungslogik 32 und einen Speicher 33 auf, die verarbeitungstechnisch miteinander gekoppelt sind oder sogar als eine integrale Einheit, z.B. in Form eines integralen Schaltkreises, ausgebildet sind.
  • In dem Speicher 33 sind turbomaschinenherstellerseitig vorgegeben eine Anzahl von einzigartigen Identifikationskodes abgespeichert, wobei die Verarbeitungslogik 31 eingerichtet ist, die in dem Speicher 33 gespeicherten jeweiligen Identifikationskodes den unterschiedlichen Sensoren 11a und 21 a zuzuordnen. Die Verarbeitungslogik 31 ist ferner so eingerichtet, dass jeder Sensor 11a, 21 a bzw. jede Sensoreinheit 11, 21 derjenigen Turbomaschinenkomponente 10 bzw. 20 zugeordnet ist, an der die jeweilige Sensoreinheit 11,21 befestigt ist.
  • Zum Aktivieren des passiven Transponders 11 b, 21 b der Sensoreinheiten 11, 21 und zum Empfangen von deren jeweiligen Ausgangssignalen weist die Verarbeitungslogik 31 einen Transponder 31 a mit einer Antenne 31 b auf.
  • Die Entscheidungslogik 32 der Auswerteeinheit 30 ist so eingerichtet, dass die in dem Speicher 33 gespeicherten Identifikationskodes als für einen Betrieb der Turbomaschine 1 zulässig definiert sind. Darauf aufbauend ist die Entscheidungslogik 32 ferner eingerichtet, den Betrieb der Turbomaschine 1 zu sperren, wenn einer der von den Sensoreinheiten 11, 21 empfangenen Identifikationskodes mit keinem der in dem Speicher 33 abgespeicherten Identifikationskodes übereinstimmt. Zu diesem Zweck übermittelt die Entscheidungslogik 32 über die Leitung 34 ein Zustandssignal (Betrieb erlaubt oder Betrieb nicht erlaubt) an die Steuervorrichtung 40, auf dessen Basis die Steuervorrichtung 40 den Betrieb der Turbomaschinenkomponenten 10, 20 bzw. der Turbomaschine 1 zulässt oder sperrt.
  • Mit anderen Worten wird in der Auswerteeinheit 30 bei einer gewünschten Inbetriebnahme der Turbomaschine 1 eine Vollständigkeitsprüfung hinsichtlich des Vorhandenseins von ausschließlich Originalteilen als Turbomaschinenkomponenten 10, 20 durchgeführt. Sind Nicht-Originalteile als Turbomaschinenkomponenten 10, 20 verbaut, so dass die Kodierung für eine oder mehrere als Originalteil ausgeführte Turbomaschinenkomponenten 10, 20 fehlt, wird über die beschriebene Verriegelung das Starten der Turbomaschine 1 verhindert. Damit ist zusätzlich zur Messaufgabe ein wirksamer Schutz vor dem Einsatz von Nicht-Originalteilen möglich.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Turbomaschine
    10
    Turbomaschinenkomponente
    11
    Sensoreinheit
    11a
    Sensor
    11b
    Transponder
    11c
    Antenne
    20
    Turbomaschinenkomponente
    21
    Sensoreinheit
    21a
    Sensor
    21b
    Transponder
    21c
    Antenne
    30
    Auswerteeinheit
    31
    Verarbeitungslogik
    31a
    Transponder
    31b
    Antenne
    32
    Entscheidungslogik
    33
    Speicher
    34
    Leitung
    40
    Steuervorrichtung
    41
    Signalübermittlungsstrecke
    42
    Signalübermittlungsstrecke

Claims (10)

  1. Turbomaschinenkomponente (10, 20) zum Einsatz in einer Turbomaschine (1), aufweisend:
    eine Sensoreinheit (11, 21), die an der Turbomaschinenkomponente (10, 20) angebracht ist,
    wobei die Sensoreinheit (11, 21) einen Sensor (11 a, 21 a) zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters der Turbomaschinenkomponente (10, 20) und einen Sender aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an eine Auswerteeinheit (30) der Turbomaschine (1),
    wobei der Sender der Sensoreinheit (11, 21) eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal an die Auswerteeinheit (30) auszusenden, welches einen die Sensoreinheit (11, 21) identifizierenden Identifikationskode enthält, und
    wobei die Sensoreinheit (11, 21) derart eingerichtet ist, dass eine Trennung der Sensoreinheit (11, 21) von der Turbomaschinenkomponente (10, 20) nur unter funktioneller Zerstörung der Sensoreinheit (11, 21) möglich ist.
  2. Turbomaschinenkomponente (10, 20) gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (11, 21) von einer AOW-Sensoreinheit gebildet ist, und wobei die Sensoreinheit (11, 21) einen passiven Transponder (11b, 21b) aufweist, in den der Sender mit wenigstens einem Reflektor integriert ist.
  3. Turbomaschinenkomponente (10, 20) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Turbomaschinenkomponente (10, 20) als Turbokompressor-Komponente oder Gasturbinen-Komponente oder Dampfturbinen-Komponente oder Expander-Komponente ausgebildet ist.
  4. Turbomaschine (1) mit einer Mehrzahl von Turbomaschinenkomponenten (10, 20) und einer Auswerteeinheit (30) zur Überwachung der Turbomaschine (1), wobei wenigstens eine der Turbomaschinenkomponenten (10, 20) aufweist:
    eine Sensoreinheit (11, 21), die an der Turbomaschinenkomponente (10, 20) angebracht ist,
    wobei die Sensoreinheit (11, 21) einen Sensor (11a, 21a) zum Erfassen eines zu überwachenden Parameters der Turbomaschinenkomponente (10, 20) und einen Sender aufweist zum zur Verarbeitung Übermitteln eines zu dem Parameter korrespondierenden Messsignals an die Auswerteeinheit (30) der Turbomaschine (1),
    wobei der Sender der Sensoreinheit (11,21) eingerichtet ist, gemeinsam mit dem Messsignal ein kodiertes Identifikationssignal an die Auswerteeinheit (30) auszusenden, welches einen die Sensoreinheit (11, 21) identifizierenden Identifikationskode enthält und wobei die Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, das Identifikationssignal zu empfangen und zu verarbeiten, und
    wobei die Sensoreinheit (11, 21) derart eingerichtet ist, dass eine Trennung der Sensoreinheit (11, 21) von der Turbomaschinenkomponente (10 ,20) nur unter funktioneller Zerstörung der Sensoreinheit (11, 21) möglich ist.
  5. Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Sensoreinheit (11,21) von einer AOW-Sensoreinheit gebildet ist, und wobei die Sensoreinheit (11,21) einen passiven Transponder (11 b, 21 b) aufweist, in den der Sender mit wenigstens einem Reflektor integriert ist.
  6. Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Auswerteeinheit (30) einen Speicher (33) aufweist, in dem eine Anzahl von für die Turbomaschine (1) einzigartigen Identifikationskodes abspeicherbar sind, und wobei die Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, einen von dem Sender übermittelten Identifikationskode mit in dem Speicher (33) gespeicherten Identifikationskodes zu vergleichen.
  7. Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Auswerteeinheit (30) eine Verarbeitungslogik (31) aufweist, die eingerichtet ist, in dem Speicher (33) gespeicherte jeweilige Identifikationskodes jeweils unterschiedlichen Sensoren (11 a, 21 a) zuzuordnen.
  8. Turbomaschine (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Verarbeitungslogik (31) der Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, so dass jeder Sensor (11 a, 21 a) einer einzigen Turbomaschinenkomponente (10, 20) zuordenbar ist.
  9. Turbomaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Auswerteeinheit (30) eine Entscheidungslogik (32) aufweist, die eingerichtet ist, so dass in dem Speicher (33) gespeicherte Identifikationskodes als für einen Betrieb der Turbomaschine (1) zulässig definiert sind, und wobei die Entscheidungslogik (32) eingerichtet ist, den Betrieb der Turbomaschine (1) zu sperren, wenn der von dem Sender empfangene Identifikationskode mit keinem der in dem Speicher (33) abgespeicherten Identifikationskodes übereinstimmt.
  10. Turbomaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Turbomaschine (1) von einem Turbokompressor oder einer Gasturbine oder einer Dampfturbine oder einem Expander gebildet ist.
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